Кіріспе
Минералды байланыстырғыштармен бояулар. Силикатты минералды бояулар немесе минералды түстер – минералды байланыстырғыштармен бояулар. Түс саласында екі маңызды минералды байланыстырғыш заттар маңызды рөл атқарады: әк және силикат. Көмірқышқыл газының әсерінен әк негізіндегі байланыстырғыштар карбонаттанады, ал су силикаты негізіндегі байланыстырғыштар қатаяды. Олар бірігіп кальций силикат гидраттарын құрайды. Әк бояулары (фреска техникасынан басқа) ауа райына орташа төзімді, сондықтан олар негізінен ескерткіштерді сақтауға қолданылады. Минералды түстер көбінесе силикатты бояулар деп түсініледі. Бұл бояулар байланыстырғыш ретінде калийлі су шынысын пайдаланады. Оларды су шынысы бояулары немесе Кеимфарбен (ойлап табушысының атымен) деп те атайды. Минералды силикатты бояулар берік және ауа райына төзімді деп есептеледі. Олардың қызмет ету мерзімі жүз жылдан асуы мүмкін. Швейцариядағы Швиц қалалық әкімдігі мен Штайн-ам-Райндағы "Gasthaus Weißer Adler" ғимараты 1891 жылы минералды бояумен боялған, ал Ослодағы (1895 жылдан бастап) және Германиядағы Траунштейндегі (1891 жылдан бастап) қасбеттер де солай.
Silicate mineral paints or mineral colors are paint coats with mineral binding agents. Two relevant mineral binders play a role in the field of colors: Lime and silicate. Under influence of carbon dioxide, lime based binders carbonate and water silicate based binders solidify. Together they form calcium silicate hydrates. Lime paints (aside of Fresco technique) are only moderately weather resistant, so people apply them primarily in monument preservation. Mineral colors are commonly understood to be silicate paints. These paints use potassium water glass as binder. They are also called water glass paints or Keimfarben (after the inventor). Mineral silicate paint coats are considered durable and weather resistant. Lifetimes exceeding a hundred years are possible. The city hall in Schwyz and "Gasthaus Weißer Adler" in Stein am Rhein (both in Switzerland) received their coats of mineral paint in 1891, and facades in Oslo from 1895 or in Traunstein, Germany from 1891.
Тарих
Алхимиктер философ тасын (алтын жасау үшін) іздеу кезінде камин орындарында шыныдай жылтыраған інжу-маржандар тапты. Құм, сода мен қыздырудың әсерінен су шынысынан жасалған дөңгелектер пайда болды. Су шынысының кішкентай дөңгелек панельдері алғаш рет 19 ғасырда Ван Берле (Гернсхайм) және Иоганн Готфрид Динглер (Аугсбург) тарапынан терезелер үшін өнеркәсіптік түрде өндірілді. Иоганн Непомук фон Фукс су шынысынан бояу жасауға алғашқы әрекет жасады. 1850 жылдары суретшілер Каулбах және Шлоттауэр Мюнхендегі Пинакотеканың қасбетін бояды. Топырақ пигменттерін пайдаланудың нәтижесінде, оларды силикаттау мүмкін болмағандықтан, бояу су шынысынан шайылып кетті. 1878 жылы қолөнерші және зерттеуші Адольф Вильгельм Кейм минералды бояуларға патент алды. Одан бері оларды Аугсбург маңындағы Дидорф қаласындағы Keimfarben компаниясы өндіріп келеді. Кейм су шынысының көзі ретінде В. ван Берлеге тәуелді болды. Кейм сондай-ақ силикатты бояуларды өзі өндіруге тырысты. Оның тәжірибелеріне жылдар бойына жетілу қажет болды, бірақ ол ақырында жақсы нәтижелерге қол жеткізді. Рейн өзенінің жанындағы Гернсхаймдегі Silinwerk van Baerle және Аугсбург маңындағы Дидорфтағы Keimfarben белгілі өндірушілер болып табылады. Кеймнің қарқынды зерттеулеріне Бавария королі Людвиг I-нің ықпалы тиді. Өнерге құштар монарх Солтүстік Италиядағы түрлі-түсті әктас фрескаларына қатты әсерленді және осындай өнерді өз Бавария патшалығында көруді қалады. Бірақ Альп тауларының солтүстігіндегі ауа райы айтарлықтай қатал болғандықтан, көркем суреттер көп ұзамай қирады. Сондықтан ол бавариялық ғылымға әк сияқты көрінетін, бірақ одан да төзімді бояу жасауды тапсырды.
Қасиеттері
Минералды бояулар органикалық емес пигменттер және калий негізіндегі сілтілі силикат (сулы шыны), сондай-ақ калий силикаты, сұйық калий силикаты немесе LIQVOR SILICIVM қамтиды. Минералды түстермен жағалған жабын қабат түзбейді, керісінше, субстрат материалымен тығыз байланысады (силикатталу). Осының нәтижесінде бояу жабыны мен субстрат арасында берік байланыс пайда болады. Сулы шыны байланыстырғышы ультракүлгін сәулелерге жоғары төзімді. Акрилат немесе силикон шайырына негізделген дисперсиялар жылдар өте ультракүлгін сәулелердің әсерінен қатайып, ұсақталып, жарылуға бейім, ал органикалық емес сулы шыны тұрақты болып қалады. Субстратпен химиялық байланыс және байланыстырғыштың ультракүлгін сәулелерге төзімділігі – силикатты бояулардың өте ұзақ қызмет ету мерзімінің негізгі себептері. Силикатты бояулар бекітілуі үшін кремнийлі субстрат қажет. Сондықтан олар минералды жабын және бетон сияқты минералды субстраттар үшін өте қолайлы, бірақ ағаш және металл беттеріне қолдану шектеулі. Силикатты бояулардың су буына өткізгіштігі субстратқа тең, сондықтан су буының таралуына кедері келтірмейді. Құрылыстың бөліктеріндегі немесе жабындағы ылғал теңселіп сыртқа шыға алады, бұл қабырғаларды құрғақ ұстайды және құрылымдық зақымданудың алдын алады. Бұл қосымша құрылыс материалдарының бетінде судың конденсациясын болдырмауға көмектеседі, соның салдарынан балдыр мен саңырауқұлақтардың пайда болу қаупі азаяды. Сулы шыны байланыстырғышының жоғары сілтілігі микроорганизмдердің өсуіне қарсы тежегіш әсер етеді және қосымша консерванттарды қолдану қажеттігін жояды. Минералды бояу жабындары статикалық зарядталуға және дисперсиялық немесе силикон шайырымен жабылған беттерде жиі кездесетін термопластикалыққа (қызғанда жабысқақтық) бейім емес, сондықтан ластану азырақ болады, кір бөлшектері бетке аз жабысады және жуу оңай. Силикатты бояулар жанбайды және органикалық қоспалар мен еріткіштерден таза (DIN 18363 Бояу және жабын жұмыстары 2.4.1 бөлімі). Силикатты бояулар түс тұрақтылығына ие. Олар ультракүлгін сәулелерге ұшырағанда өшпейтін минералды пигменттермен боялғандықтан, ондаған жылдар бойы түсі өзгермейді. Силикатты бояулар минералды шикізаттарға негізделген. Олар өндірісте де, қолданылуында да экологиялық таза. Олардың ұзақ қызмет ету мерзімі ресурстарды сақтауға көмектеседі, ал құрамындағы зиянды заттардың болмауы денсаулық пен қоршаған ортаны қорғайды. Осы себепті силикатты бояулар, әсіресе тұрақты құрылыста кеңінен танымал.
Түрлері
Көбінесе силикат бояулардың үш түрі ажыратылады: екі компоненттен тұратын таза силикат бояу, құрғақ немесе су пастасы түріндегі бояу ұнтағы және сұйық байланыстырғыш – су шынысы. (DIN 18363 Бояу және қаптау жұмыстары 2.4.1-бөлім). Таза силикат бояуларды өңдеуге мол тәжірибе және білім қажет. Бұл бояулар әсіресе тарихи ескерткіштерде жиі қолданылады. 20-ғасырдың ортасында алғашқы бір компонентті силикат бояу жасалды. Органикалық қоспалардың (мысалы, акрилат дисперсиясы, су өткізбейтін заттар, қоюлатушылар немесе басқалар) массасының 5 пайызына дейін қосылуы бояуды ыдыста қолдануға дайын күйде ұсынады. Бұлар "дисперсиялық силикат бояулар" деп те аталады (DIN 18363 Бояу және қаптау жұмыстары 2.4.1-бөлім). Мұндай силикат бояуларды қолдану ауқымы таза силикат бояуларға қарағанда әлдеқайда кең, себебі дисперсия аз кеуекті немесе органикалық құрамды беттерге жағуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, оны өңдеу және қолдану таза силикат бояуға қарағанда оңай. 2002 жылдан бері силикат бояулардың үшінші түрі белгілі: соль-силикат бояу. Байлаушы құрамында кремний тоты және су шынысы бар. Органикалық бөлігі дисперсиялық силикат бояу сияқты 5 массалық пайызбен шектеледі, бұл химиялық бекітуге және силикаттың ерекше артықшылықтарын сақтауға мүмкіндік береді. Сол-силикат бояу минералды емес гипске де жағуға рұқсат береді. Бұл жағдайда байланыс химиялық және физикалық түрде жүзеге асады. Сол-силикат бояу силикат бояуларын қолдану саласында революция жасады. Бұл бояуларды дерлік барлық кең таралған беттерге оңай және қауіпсіз жағуға болады.